KR20050057051A - 세제 입자 - Google Patents

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Abstract

기재 세제 입자, 기재 세제 입자의 표면을 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 제조된, 미세 분말을 포함하는 기재층으로서, 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층, 및 기재층 상에 형성된, 표면개질제를 함유하는 표면코팅을 포함하는 세제 입자; 기재 세제 입자의 표면을 분산 매질로서 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리하여, 기재 세제 입자의 표면 상에 기재층을 형성시키고, 기재층을 표면개질제로 표면코팅하는 단계들을 포함하는 세제 입자의 제조 방법; 및 결합제 및 미세 분말을 포함하는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액으로서, 상기 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액. 본 발명의 세제 입자를 포함하는 세제 조성물은 세탁용 세제, 세탁용 표백제, 자동식기세척기용 세제와 같은 경질 표면용 세정제, 파이프 클리너 등으로서 사용될 수 있다.

Description

세제 입자{DETERGENT PARTICLE}
본 발명은 세제 입자, 그 세제 입자의 제조 방법, 및 그 세제 입자의 제조에 사용되는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 기재 세제 입자의 표면을 분산 매질로서 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 제조된 기재층으로서, 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층, 및 기재층 상에 형성된, 표면개질제를 함유하는 표면코팅을 포함하는 세제 입자; 그 세제 입자의 제조 방법; 및 그 세제 입자의 제조에 사용되는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액에 관한 것이다.
분말 세제에 있어, 세제 입자는 장기 저장 중에 상호 결합함으로써, 세제 입자가 고화 상태로 있는 케이킹 (caking) 현상을 일으킬 수 있다. 이의 주요 원인은 세제 입자를 저장하는 동안의, 저장(유지) 온도, 및 수분 또는 이산화탄소 기체와 같은 외부 성분의 흡수이다. 수분이 흡수될 때, 수분은 세제 입자들 간의 액체 가교결합, 또는 세제 입자의 표면 성분들의 부분적 용해를 일으킴으로써, 접착성을 갖는 부분이 세제 입자의 표면 상에 형성되고, 이로써 케이킹 현상이 일어나게 된다. 또한, 이산화탄소 기체가 흡수될 때, 이산화탄소는 알칼리성 성분 및 수분과 반응하여, 탄산수소나트륨, 세스키탄산나트륨 등의 침상 결정이 세제 입자의 표면 상에 버(burr)상의 형태로 생성된다. 하나의 세제 입자의 표면에 있는 이 침상 결정은 다른 하나의 이웃 세제 입자의 표면에 있는 버상의 침상 결정과 서로 얽힘으로써, 케이킹 현상을 일으킨다.
상기 원인에 의해 발생되는 케이킹 현상은 외관뿐만 아니라 세제 사용에 있어서의 편리함에도 극히 손상을 줌으로써, 정확히 칭량할 수 없다는 문제를 일으킨다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 지금까지 각종 연구들이 행해져왔다. 예를 들어, [테크니컬 퍼블리케이션(Technical Publication) Tokkyocho Koho 10(1998) - 25[7159]: Shuchi 및 Kanyo Gijutsu Shu (의류용 분말 세제(Clothes Powder Detergent): 일본 특허청, 1998년 3월 26일 발행)] 는 스테아르산칼슘, 탄산마그네슘, 알루미노규산염 등과 같은 불수용성 무기 분말로 세제 입자를 코팅하는 것을 포함하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 공지된 코팅 방법들 중 어떠한 방법에서도, 세제 입자의 표면과 표면개질제 간의 접착성이 충분하지 않고, 제조 공정 등의 중에 운반하는 동안 세제 입자에 인가되는 응력으로 인해 표면개질제가 벗겨져 나감으로써, 실용적 목적을 위해 충분한 효과를 달성할 수 없다는 몇가지 문제점들이 있다. 또한, 일본 특허 제 2965905 호는 과립상 세제 조성물을 액체 결합제와 혼합한 후, 수득된 혼합물을 X-형 제올라이트로 코팅함으로써, 세제 입자에 대해 자유 유동성을 부여하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이 방법에는 몇가지 문제점들이 있다. 코팅 분말인 제올라이트 X 가 상기와 같이 그것의 제조 공정 중에 운반하는 동안 세제 입자에 인가되는 응력으로 인해 벗겨져 나가기 때문에, 충분한 효과를 달성할 수 없다. 게다가, 결합제의 양이 클 경우, 용해성이 저하된다.
상기 문제를 해결하기 위해 예의검토한 결과, 기재 세제 입자의 표면을, 결합제 내에 미세 분말을 현탁시킴으로써 제조된 분산액으로 처리하여, 기재층을 형성시키고, 이로써 입자 표면 상에 미세하게 울퉁불퉁한 표면을 생성시키고, 결합제의 접착 효과를 증진시키며, 이에 따라 용해성의 감소와 같은 불편함을 일으키지 않으면서 케이킹 방지성을 현저히 향상시킬 수 있게 됨으로써, 표면개질제의 접착성이 놀랍게 향상된다는 것이 처음으로 밝혀졌다.
따라서, 본 발명의 목적은, 현저하게 향상된 케이킹 방지성, 및 우수한 용해성 및 표면개질제의 접착성을 가지는 세제 입자, 그 세제 입자의 제조 방법, 및 그 세제 입자에 사용되는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액을 제공하는 것이다.
도 1 은 최종 세제 조성물의 절단면의 SEM 상 (확대율: 1000) 을 보여준다.
본 발명을 수행하기 위한 최량의 형태
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 큰 특징들 중 하나는, 세제 입자가 기재 세제 입자; 기재 세제 입자의 표면을, 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 제조된 기재층으로서, 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층; 및 기재층 상에 형성된, 표면개질제를 함유하는 표면코팅을 포함한다는 것에 있다. 특히, 기재 세제 입자의 표면을 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층에 의해 형성되는 미세하게 울퉁불퉁한 표면은, 후속 단계들에서 첨가되는 표면개질제의 스트립성을 억제시키고, 이에 따라 접착성을 향상시키는 효과를 나타낸다. 즉, 제조 중에 세제 입자에 대해 응력이 인가될 때, 세제 입자가 바람직하지 못하게도 표면개질제층의 미끄러짐 또는 탈락(chipping)을 일으키는 매끄러운 표면을 가지는 경우와 반대로, 본 발명에서와 같이 기재층이 존재하는 경우에는, 표면개질제의 미끄러짐이 구조적 지지체로서 작용하는 미세하게 울퉁불퉁한 표면에 의해 억제될 수 있다. 여기에서, "접착성"이라는 용어는 접착 용이성과 표면개질제의 미끄러짐의 용이성 간의 균형을 나타내는 표현이다.
상기 처리는 믹서를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 처리는 믹서에 결합제 및 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액을 충전하여, 믹서를 작동시킴으로써 수행될 수 있다. 배치 방법에 의해 혼합을 수행하는 경우에는, 믹서에는 예를 들어, (1) 내부 부분에 교반축, 및 그 교반축에 부착된 교반 임펠러를 갖는 혼합 용기를 이용하여 분말의 배합을 수행하는 믹서, 예컨대 헨쉘 믹서(Henschel Mixer) [미츠이 미이케 머쉬너리(주)(Mitsui Miike Machinery Co., Ltd.) 제조], 하이-스피드 믹서(High-Speed Mixer) [후카에 파우텍 코포레이션(Fukae Powtec Corp.) 제조], 버티칼 과립기(Vertical Granulator) [파우렉스 코포레이션(Powrex Corp.) 제조], 뢰디게 믹서(Loedige Mixer) [마쓰자카 기켄(주)(Matsuzaka Giken Co., Ltd.) 제조], 플라우 쉐어 믹서(PLOUGH SHARE Mixer) [퍼시픽 머쉬너리 & 엔지니어링(주)(PACIFIC MACHINERY & ENGINEERING Co., LTD.) 제조] 및 일본 특허 공개 제 10-296065 호에 개시되어 있는 믹서; (2) 내부에 나선형 리본 임펠러가 회전하는 실린더형 또는 반실린더형인 비회전성 용기를 이용하여 배합을 수행하는 믹서, 예컨대 리본 믹서(Ribbon Mixer) [니치와 기카이 고오교 가부시키가이샤(Nichiwa Kikai Kogyo K. K.) 제조] 및 배치 니이더(Batch Kneader) [사타케 가가쿠 기카이 고오교 가부시키가이샤(Satake Kagaku Kikai Kogyo K. K.) 제조]; (3) 자동 회전이 용기 벽에 평행하게 배열된 회전축 주위를 중심으로 하면서, 원뿔형 용기를 따라 스크류를 회전시킴으로써 배합을 수행하는 믹서, 예컨대 나우타 믹서(Nauta Mixer) [호소카와 마이크론 코포레이션(Hosokawa Micron Corp.) 제조], 및 리보콘(Ribocone) [오카와라 MFG.(주) (OKAWARA MFG. CO., LTD.) 제조] 가 포함된다.
게다가, 상기 언급된 믹서들 중의 연속형 믹서를 사용할 수 있다. 또한, 상기 언급된 것들 이외의 연속형 믹서로서, 주요 축의 회전 속도와 같은 혼합 조건을, 기재 세제 입자가 해체되지 않을 정도로 선택하여야 한다는 조건 하에, 하기 장치들 (1) 내지 (3) 을 사용할 수 있다. 연속 방식으로 혼합을 수행하는 경우, 믹서에는 (1) 분말 공급 개구를 갖는 수직형 실린더 및 배합 블레이드를 갖는 주요 축을 포함하고, 상기 주요 축은 상부 베어링에 의해 지지되고, 상기 수직형 실린더는 자유 방출 사이드를 가져, 성분들의 배합을 수행하는 연속 믹서, 예컨대 플렉소 믹스(Flexo Mix) [파우렉스 코포레이션 제조]; (2) 교반 핀을 갖는 회전 디스크 플레이트를 포함하며, 그 디스크 플레이트의 상부 부분에 출발 물질이 공급되며, 디스크 플레이트가 회전하여, 전단력을 이용하여 성분들의 배합을 수행하게 되는 연속 믹서; 및 (3) 믹서의 내부 부분에 배치된 교반축, 및 그 축에 배치된 교반 임펠러를 갖는 수평 믹서를 포함하여, 성분들의 배합을 수행하는 연속 믹서, 예컨대 터뷸라이저(Turbulizer) [호소카와 마이크론 코포레이션(Hosokawa Micron Corporation) 제조] 가 포함된다.
상기 처리 온도는 바람직하게 40 내지 100 ℃ 이며; 더욱 바람직하게 하한치는 50 ℃ 이며, 더욱 바람직하게 상한치는 90 ℃ 이다. 처리 시간은 바람직하게 1 내지 10 분 정도일 수 있다. 또한, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액을 믹서에 첨가하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 분산액은 분무에 의해 첨가하는 것이 바람직하다.
처리 방법에 의해, 미세 분말을 포함하는 기재층이 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된다. 기재층이 기재 세제 입자의 전체 표면 상에 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 후속 단계에서 코팅되는 표면개질제의 간섭에 의해 상호 억제적 스트리핑 작용이 있기 때문에, 기재 세제 입자의 전체 표면이 표면개질제에 의해 처리되어야 할 필요는 없고, 기재층을 부분적으로 형성시킴으로써, 바람직하게는 기재 세제 입자의 표면의 30 % 이상에 기재층을 형성시킴으로써 유사한 효과를 얻을 수 있다. 상기 기재 세제 입자의 기재층의 형성은, 세제 입자를 슬라이스화하고, 전자현미경 등을 이용하여 표면 부근의 확대된 입자를 관찰함으로써 확인될 수 있다.
다음으로, 기재층을 갖는 수득된 기재 세제 입자를 표면개질제를 이용하여 표면코팅하고, 이로써 본 발명의 세제 입자를 제조할 수 있다.
본 발명의 세제 입자가 이하에 더욱 상세하게 설명된다.
본 발명에 유용한 기재 세제 입자는 분말 세제에 일반적으로 사용되는 입자를 가리킨다. 기재 세제 입자에는 예를 들어, 표면개질제를 이용하여 처리하기 전의 입자로서, 계면활성제, 알칼리화제 및 임의적으로는 다른 세제 성분들을 포함하는 입자가 포함된다. 기재 세제 입자는 상기 성분들을 슬러리 상태로 분무-건조시키고, 분무-건조된 입자를 교반 및 과립화, 텀블링 과립화, 또는 혼련 및 혼합 과립화함으로써 제조된 것일 수 있다. 실질적으로 계면활성제를 함유하지 않는 분무-건조된 입자를, 혼합된 계면활성제 용액을 지지하는 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 혼합 용액과 접촉시킴으로써 수득되는 입자를 포함하는 기재 세제 입자, 예컨대 수용성 중합체 및 수용성 염으로부터 선택되는 하나 이상의 수용성 성분을 포함하는 분무-건조된 입자, 특히 수용성 중합체 및 수용성 염을 모두 포함하는 분무-건조된 입자가 바람직하며, 이는 그 기재 세제 입자가 우수한 용해성을 가지고, 본 발명의 효과가 현저해지기 때문이다.
계면활성제에는, 기재 세제 입자에서 임의적으로 제형될 수 있는 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽이온성 계면활성제 및 양이온성 계면활성제가 포함된다. 음이온성 계면활성제에는 고급 알코올의 황산염 에스테르, 고급 알코올의 에톡실화 생성물의 황산염 에스테르, 알킬벤젠술폰산염, 파라핀계 술폰산염, α-올레핀술폰산염, α-술포지방산의 염 또는 이의 알킬 에스테르, 지방산의 염 등이 포함된다. 특히, 탄소수 10 내지 18, 바람직하게는 12 내지 14 의 선형 알킬벤젠술폰산염, 및 탄소수 10 내지 20 의 α-술포지방산의 알킬 에스테르의 염이 바람직하다.
비이온성 계면활성제에는 고급 알코올의 에틸렌 옥시드 (이하, "EO" 라고 칭함) 부가물 또는 EO/프로필렌 옥시드 (이하, "PO" 라고 칭함) 부가물, 지방산 알칸올아미드, 알킬 폴리글리코시드 등이 포함된다. 특히, 탄소수 10 내지 16 의 알코올의 EO (1 내지 10 몰) 부가물이 피지 먼지 얼룩의 제거, 경수 내성 및 생분해성의 측면, 및 직선상 알킬벤젠술폰산염와의 상용성의 측면에서 바람직하다.
양쪽이온성 계면활성제에는 알킬 디메틸아미노아세트산 베타인, 지방산 아미노프로필 베타인 등이 포함된다. 양이온성 계면활성제에는 모노 (또는 디) 장쇄 알킬 4급 암모늄 염 등이 포함된다.
알칼리화제로서는, 수용성 무기염, 예컨대 탄산염, 탄산수소 및 규산염과 같은 결정성 규산염; 난수용성 무기 화합물, 예컨대 결정성 규산염; 등을 제형화할수 있다. 또한, 다른 세제 성분으로서, 수용성 무기 염, 예컨대 황산염, 아황산염, 황산수소, 염산염 및 인산염; 수용성 유기산의 염, 예컨대 시트르산염 및 푸마르산염; 난수용성 무기 화합물, 예컨대 결정성 또는 비결정성 알루미노규산염; 및 수용성 중합체를 제형화할 수 있다.
수용성 중합체에는 카르복실레이트 중합체, 카르복시메틸 셀룰로스, 가용성 전분, 당류 등이 포함된다. 그것들 중, 수천 내지 100,000 의 중량 평균 분자량을 가지는 카르복실레이트 중합체가, 금속 이온 포획성, 고체 오염물 및 입자 오염물의 분산성 및 재침착 방지성의 측면에서 바람직하다. 특히, 아크릴산-말레산 공중합체의 염 및 폴리아크릴레이트가 바람직하다. 또한, 수용성 염으로서, 상기 알칼리화제 및 다른 세제 성분으로서 사용될 수 있는 것들을 사용할 수 있다.
게다가, 기재 세제 입자는 입자 단독, 또는 상기 입자와 다른 세제 성분으로서의 염의 다른 입자의 혼합물을 포괄한다. 예를 들어, 중탄산나트륨 (DENSE ASH) 을 상기 입자와 혼합하는 경우, 중탄산나트륨의 표면에 대한 표면개질제의 접착성이 향상될 수 있으며, 이로써 본 발명의 효과인 케이킹 방지성이 향상된다는 이점이 있다.
계면활성제의 양은 바람직하게는 기재 세제 입자의 15 내지 50 중량% 이다. 계면활성제의 양의 상한치는 바람직하게는 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 40 중량% 이하이고, 그 양의 하한치는 바람직하게는 15 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 20 중량% 이상이다.
알칼리화제의 양은 바람직하게는 기재 세제 입자의 10 내지 50 중량% 이다. 알칼리화제의 양의 하한치는 바람직하게는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 15 중량% 이상이고, 그 양의 상한치는 바람직하게는 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 40 중량% 이하이다.
또한, 다른 성분의 양은 바람직하게 기재 세제 입자의 20 내지 60 중량% 이다. 다른 성분의 양의 하한치는 바람직하게 20 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 30 중량% 이상이고, 그 양의 상한치는 바람직하게 60 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이하이다.
세제의 자유 유동성의 측면에서, 기재 세제 입자의 입자 크기가 200 ㎛ 이상, 바람직하게는 250 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 270 ㎛ 이상으로 조정되는 것이 바람직하고, 용해성 손실을 피하는 측면에서, 입자 크기가 550 ㎛ 이하, 바람직하게 500 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 480 ㎛ 이하로 조정되는 것이 바람직하다.
본 발명에 유용한 결합제는 바람직하게 고화성, 필름형성성 및 점성 거동을 갖는 액체 물질이다. 결합제가 상기 특성을 가지기 때문에, 기재층의 형성을 위한 분산된 미세 분말이 기재 세제 입자의 표면에 단단하게 부착되어, 안정하게 기재층이 형성되고, 이에 따라 기재 세제 입자의 울퉁불퉁한 표면이 안정하게 유지될 수 있다.
기재 세제 입자가 표면 처리된 후, 결합제가 상기 특성을 나타내는 한, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액을 제조하는 동안, 물 및 기타 성분이 결합제 내에 임의적으로 함유될 수 있다. 예를 들어, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액의 취급을 용이하게 제공하기 위해 결합제 내에 물을 함유시키기 때문에, 점도가 저하되는 경우에서도, 기재 세제 입자 내에 함유된 수용성 염의 수화 등에 의해, 기재 세제 입자의 표면 처리 후에 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액 내의 물을 기재 세제 입자에 전달함으로써 결합제가 접착성을 가질 때, 기재 세제 입자의 표면이 매우 개질된다.
결합제의 예에는 폴리에틸렌 글리콜, (메트)아크릴산 중합체, 셀룰로스 유도체 및 그것의 수용액이 포함된다. 세제를 위한 일반적 작동 온도 (약 40 ℃ ) 에서의 표면 처리 후, 고화 및 용해성의 측면에서, 폴리에틸렌 글리콜이 4000 내지 50000 의 중량 평균 분자량을 가지는 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량의 하한치는 바람직하게 4000 이상, 더욱 바람직하게는 6000 이상이고, 상한치는 바람직하게 50000 이하, 더욱 바람직하게는 30000 이하, 더욱 더 바람직하게는 15000 이하이다. 셀룰로스 유도체에는 카르복시메틸 셀룰로스 (CMC), 메틸 셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스 등이 포함된다. 이 결합제들 중, 4000 이상 20000 이하의 중량 평균 분자량을 가지는 폴리에틸렌 글리콜의 용융액, 및 그것의 수용액이 특히 바람직하다. 또한, 이 결합제들은 단독, 혹은 2 종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 결합제 내에 분산된 기재층의 형성을 위한 미세 분말로서, 0.1 내지 5 ㎛ 의 평균 입자 크기를 갖는 것들이 바람직하게 사용된다. 평균 입자 크기의 하한치는, 기재 세제 입자의 표면 상에 기재층에 의한 울퉁불퉁한 표면을 형성시키는 측면에서, 바람직하게 0.1 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 ㎛ 이상이다. 한편, 그것의 상한치는, 형성된 기재층의 비스트리핑성의 측면에서, 바람직하게 5 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 3 ㎛ 이하, 더욱 더 바람직하게는 2 ㎛ 이하, 특히 바람직하게는 1 ㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.8 ㎛ 이하이다.
기재층의 형성을 위한 미세 분말로서, [테크니컬 퍼블리케이션 Tokkyocho Koho 10(1998) - 25[7159]: Shuchi 및 Kanyo Gijutsu Shu (의류용 분말 세제: 일본 특허청, 1998년 3월 26일 발행)] 에 기재된 일반 표면개질제를 위해 사용되는 분말들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 바람직하게 결정성 또는 비결정성 알루미노규산염, 규산칼슘, 이산화규소, 클레이 무기물, 탈크, 층상 화합물, 비결정성 실리카 유도체, 결정성 규산염 화합물, 금속성 비누 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 물의 경도를 증가시키는 성분의 포획성을 갖는 결정성 알루미노규산염 (제올라이트) 가 세정력의 측면에서 바람직하다.
게다가, 미세 분말이 원하는 입자 크기로 효율적으로 또한 급속히 분쇄될 필요가 있는 경우, 미세 분말의 부분 또는 전부를 위해 클레이 무기물이 사용되는 것이 바람직하며, 특히 층상 클레이 무기물이 바람직하다. 층상 클레이 무기물로서, 3 가지 대표적 예는 카올린 무기물, 운모 클레이 무기물 및 스멕타이트(몬트모릴로나이트)이다. 층상 무기물들 중, 물 흡수에 의해 체적이 증가되며, 주요 성분으로서 몬트모릴로나이트를 포함하는 팽창가능한 클레이 무기물인 벤토나이트가 가장 바람직하다. 층상 클레이 무기물을 물을 함유하지 않는 용액에 사용할 때에도 문제가 없을지라도, 층상 클레이 무기물은 특히 물 내에 사용될 때 팽창하여, 층이 쉽게 벗겨지고, 이로써 분쇄능이 더 향상되게 되는 성질을 가지고 있다. 그러므로, 물을 함유하는 용액 내에 층상 클레이 무기물을 사용하는 것이 바람직하다.
기재층의 형성을 위한 이 미세 분말은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
기재층의 형성을 위한 미세 분말로서, 또한 상기 미세 분말 이외에도, 원하는 대로 안료 성분 및 형광물질과 같은 다른 분말 성분들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 디모르폴리노형 형광물질을 분산시키고, 그 분산액을 분무-건조 슬러리에서 디모르폴리노형 형광물질을 제형할 필요없이 기재 세제 입자에 분무함으로써, 종래의 제조 방법으로는 제형이 어려웠던 성분인 난수용성의 디모르폴리노형 형광물질을 쉽게 첨가할 수 있다.
기재층의 형성을 위한 미세 분말은 원하는 입자 크기의 미세 분말을 공지의 증기상 합성 방법, 액상 합성 방법 등으로 미리 제조하는 구축(build-up)법, 또는 공지된 분말 입자를 원하는 크기의 미세 분말로 분쇄하는 파쇄(break-down)법에 의해 수득한다. 구축법은 반응 속도 또는 축합 속도를 조절함으로써 입자 크기를 조절하는 기술이다. 그러나, 구축법은 높은 수준의 조절을 필요로 하고 고가이기 때문에, 고순도가 필요한 특별한 경우를 제외하고는 파쇄법이 바람직하다.
파쇄법에는, 건식 분쇄법 및 습식 분쇄법이 있다. 건식 분쇄법에는, 볼-밀 또는 햄머-밀과 같은 분쇄기가 적당하고, 습식 분쇄법에는 라인-밀 또는 미디어 밀이 적당하다. 원하는 입자 크기 및 분쇄 효율의 측면에서, 습식 분쇄법이 더욱 바람직하다.
본 발명에 유용한 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액은, 기재층의 형성을 위한 미세 분말이 상기 결합제 내에 분산되어 있는 것이다. 본 발명에 있어서, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액이 사용될 경우, 기재층의 형성을 위한 미세 분말이 미세 분말을 응집시키기 않으면서, 기재 세제 입자의 표면에 효율적으로 부착될 수 있어, 울퉁불퉁한 표면이 기재 세제 입자의 표면에 더욱 효율적으로 형성될 수 있다는 다소 이점이 있다. 또한, 기재 세제 입자의 표면의 처리 효율성을 증가시키는 측면에서, 기재층의 형성을 위한 미세 분말이 더욱 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액과 관계가 있다.
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액은, 기재층의 형성을 위한 미세 분말의 원료로서 사용되는 입자를 결합제 내에 균일하게 분산시키고, 그 분산액을 원하는 입자 크기로 습식 분쇄시킴으로써 수득될 수 있다. 바람직한 습식 분쇄기에는, 도쿠슈 기카 고교 가부시키가이샤(Tokushu Kika Kogyo K. K.)로부터 시중 입수가능한 T. K. 호모믹 라인 밀(Homomic Line Mill)(상표명) 및 윌리 A. 바코펜 아게 마쉬넨파브릭(Willy A. Bachofen Maschinenfabrik)(스위스)으로부터 시중 입수가능한 DYNO-밀(DYNO-Mill)(상표명)로 표시되는 미디어 밀-형 분쇄기가 포함된다. 미디어형 밀 분쇄가 분쇄 효율이 높기 때문에, 특히 바람직하다.
결합제의 점도로 인해 고하중을 미디어 밀에 가하는 경우, 미디어 밀을 이용하여 2 회 이상 처리를 수행할 수 있다. 대안적으로는, 미세 분말의 기원이 되는 입자를 물 또는, 보다 낮은 점도를 갖는 결합제와 같은 저점도 액체에 미리 균일하게 분산시키고, 그 분산액을 미디어 밀과 같은 바람직한 분쇄기를 이용하여 습식 분쇄시킴으로써, 수득되는 미세 분말이 결합제 내에 소정량으로 분산되도록 함으로써, 처리를 수행할 수 있다. 이 경우, 저점도 액체의 양은 결합제의 필름형성성을 저해하지 않도록 조정되어야 한다.
기재층의 형성을 위한 미세 분말의 입자 크기 분포를 더욱 뚜렷하게(sharper) 하고, 기재층을 보다 안정하게 형성할 수 있다는 측면에서, 분쇄기를 이용하여 2 회 이상 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 습식 분쇄의 경우, 물은 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액 100 중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 1 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 5 중량부 이상, 더욱 더 바람직하게는 10 중량부 이상의 양으로 함유된다.
본 발명의 효과를 수득하기에 충분한 기재 세제 입자의 미세하게 울퉁불퉁한 표면의 형성성, 및 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액의 점도로 인한 용이한 취급의 측면에서, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액에서의 기재층의 형성을 위한 미세 분말/결합제의 중량비는 바람직하게는 1/40 이상 내지 1/10 이하, 더욱 바람직하게는 1/35 이상 내지 1/15 이하이다.
또한, 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액이 기재 세제 입자 100 중량부를 기준으로 하여, 0.5 내지 5 중량부의 양으로 첨가되는 것이 바람직하다. 기재 세제 입자의 표면 처리를 충분히 수행하기 위해, 상기 양의 하한치는 기재 세제 입자 100 중량부를 기준으로 하여, 바람직하게 0.5 중량부 이상, 더욱 바람직하게는 1 중량부 이상이다. 결합제 성분의 코팅으로 인한 용해성을 손실을 피할 수 있다는 측면에서, 상기 양의 상한치는 기재 세제 입자 100 중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 5 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 4 중량부 이하이다.
본 발명에 사용되는 표면개질제는 바람직하게 10 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 1차 평균 입자 크기를 가진다. 평균 입자 크기가 10 ㎛ 이하인 경우, 기재층이 형성된 기재 세제 입자의 표면에 대한 표면개질제의 접착성이 향상된다. 표면개질제의 평균 입자 크기는, 예를 들어 입자 분석기 [호리바 LTD.(Horiba, LTD.)로부터 시중 입수가능함] 에 의해 광산란을 이용하는 방법을 이용하여 측정될 수 있거나, 혹은 현미경관찰 등에 의해 측정될 수 있다. 또한, 표면개질제가 세정력의 측면에서, 높은 이온교환용량 또는 높은 알칼리화능을 가지는 것이 바람직하다. 표면개질제로서, 결정성 또는 비결정성일 수 있는 알루미노규산염가 바람직하다. 알루미노규산염 이외에도, 황산나트륨, 규산칼슘, 이산화규소, 벤토나이트, 탈크, 클레이, 비결정성 실리카 유도체, 또는 결정성 규산염 화합물과 같은 규산염 화합물의 미세 분말이 또한 바람직하다. 또한, 마찬가지로 0.1 ㎛ 이상 10 ㎛ 이하의 1차 입자 크기를 갖는 금속 비누, 분말성 계면활성제 (예를 들어, 알킬 황산염 등) 또는 수용성 유기 염이 사용될 수 있다. 결정성 규산염 화합물이 사용될 경우, 그것은 바람직하게 수분 흡수 및 이산화탄소 흡수에 의한 결정성 규산염의 응집 등으로 인한 열화를 방지하는 목적으로, 결정성 규산염 화합물 이외의 미세 분말과 혼합되어 사용된다.
본 발명의 세제 입자의 제조 방법은, 기재 세제 입자의 표면을 분산 매질로서 결합제를 포함하는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써, 기재 세제 입자의 표면 상에 미세 분말을 포함하는 기재층을 형성시킨 후, 기재층의 표면을 표면개질제로 코팅하는 단계들을 포함한다.
상기 방법에 의해 수득된 본 발명의 세제 입자는 현저하게 향상된 케이킹 방지성, 및 우수한 용해성 및 접착성을 가진다.
게다가, 본 발명의 세제 입자는 또한 계면활성제 및 빌더와 같은 공지된 세제 기재 물질, 표백제 (과탄산염, 과붕산염, 표백활성화제 등), 재침착방지제 (카르복시메틸 셀룰로스 등), 유연화제, 환원제 (아황산염 등), 형광백화제, 소포제 (실리콘 등), 셀룰라아제 또는 프로테아제와 같은 효소, 향료 등과 혼합되어 세제 조성물로서 사용될 수 있다.
본 발명의 세제 입자를 포함하는 세제 조성물은 각종 용도에 적용될 수 있다. 예를 들어, 세제 조성물은 세탁용 세제, 세탁용 표백제, 자동식기세척기용 세제와 같은 경질 표면용 세정제, 파이프 클리너 등으로서 사용될 수 있다.
발명의 개시
따라서,
[1] 기재 세제 입자,
기재 세제 입자의 표면을 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 제조된, 미세 분말을 포함하는 기재층으로서, 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층, 및
기재층 상에 형성된, 표면개질제를 함유하는 표면코팅
을 포함하는 세제 입자;
[2] 기재 세제 입자의 표면을, 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말을 포함하는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써, 세제 입자의 표면 상에 기재층을 형성시키는 단계,
기재층을 표면개질제로 표면코팅하는 단계
를 포함하는 세제 입자의 제조 방법;
[3] 결합제 및 미세 분말을 포함하는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액으로서, 상기 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액; 및
[4] a) 기재 세제 입자,
b) 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층으로서, 미세 분말 및 결합제를 포함하는 기재층, 및
c) 기재층 상에 코팅된 표면개질제
를 포함하는 세제 입자가 제공된다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3
먼저, 하기 방법에 의해 기재 세제 입자를 제조하였다.
자켓이 장착된 혼합 용기에 407 중량부의 물을 충전하고, 40 ℃ 의 고온수를 자켓을 통해 흐르도록 하였다. 거기에, 132 중량부의 탄산나트륨 (DENSE ASH (평균 입자 크기: 290 ㎛), 센트럴 글래스(주)(Central Glass Co., Ltd.)로부터 입수가능함), 132 중량부의 황산나트륨 (중성 무수 황산나트륨 (평균 입자 크기: 240 ㎛), 쉬코쿠 가세이 가부시키가이샤(Shikoku Kasei K. K.)로부터 시중 입수가능함), 5 중량부의 아황산나트륨 (아황산나트륨 (평균 입자 크기: 90 ㎛), 미츠이 토아쓰 가부시키가이샤(Mitsui Toatsu K. K.)로부터 시중 입수가능함), 72 중량부의 40 중량%-수성 나트륨 폴리아크릴레이트 (평균 분자량: 10000, 가오 코포레이션(Kao Corporation)으로부터 시중 입수가능함), 1 중량부의 형광 염료(상표명: Tinopal CBS-X, 시바 게이지 아게(Ciba Geigy AG)로부터 시중 입수가능함), 및 252 중량부의 제올라이트 (제오빌더(Zeobuilder), 4A-형, 평균 입자 크기: 3.5 ㎛, 도소오 코포레이션(Tosoh Corporation)으로부터 시중 입수가능함) 를 순차적으로 첨가하고, 수득된 혼합물을 15 분간 교반하여, 40 ℃ 에서 균질한 프리-슬리러를 수득하였다.
그 다음에, 프리-슬러리를 30 분간 교반함으로써, 프리-슬러리의 온도를 60 ℃ 로 조정하고, 60 ℃ 의 고온수를 자켓을 통해 흐르도록 하여, 작용 슬러리를 수득하였다. 수득된 작용 슬러리를 펌프가 있는 분무건조탑 (역류형) 에 공급하여, 2.5 MPa 의 분무압에서 탑의 상단 부근에 장착된 압력-스프레이 노즐로부터 분무하였다. 분무건조탑에 공급되는 고온 기체를 탑의 하단으로부터 210 ℃ 의 온도에서 공급하고, 탑의 상단으로부터 105 ℃ 에서 배출시켰다. 수득된 분무-건조된 입자의 물 함량은 4 중량% 이었다.
하기 방법에 따라 수득된 분무-건조된 입자를 이용함으로써, 기재 세제 입자를 제조하였다.
계면활성제 조성물 (폴리옥시에틸렌 알킬 에테르/폴리에틸렌 글리콜/나트륨 도데실벤젠술폰산염/물 = 21/4/21/4 (중량비)) 을 80 ℃ 로 조정하였다. 그 다음에, 100 중량부의 분무-건조된 입자를 뢰디게 믹서 (마쓰자카 기켄(주)(Matsuzaka Giken Co., Ltd.)으로부터 시중 입수가능함; 용량: 130 L; 자켓 장착됨) 에 공급하고, 주요 축의 교반 (회전속도: 60 rpm; 주속: 1.6 m/s) 을 개시하였다. 부수적으로, 80 ℃ 의 고온수를 10 L/분의 속도로 자켓을 통해 흐르도록 하였다. 50 중량부의 상기 계면활성제 조성물을 2 분간 상기 믹서에 공급한 후, 수득된 혼합물을 5 분간 교반하여, 기재 세제 입자를 수득하였다.
여기에서, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르로서, 가오 코포레이션으로부터 시중 입수가능한 "EMULGEN 108 KM" (상표명, 에틸렌 옥시드의 평균 몰수: 8.5; 알킬 부분의 탄소수: 12 내지 14) 을 사용하였다. 폴리에틸렌 글리콜로서, 가오 코포레이션으로부터 시중 입수가능한 "K-PEG 6000" (상표명, 평균 분자량: 8500) 을 사용하였다.
그 다음에, 하기 방법에 따라, 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 제조하였다.
3 또는 5 중량부의 미세 분말 제올라이트 (제오빌더로부터 시중 입수가능함, 평균 입자 크기: 3.5 ㎛) 를 60 중량% 의 순도를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 결합제 (평균 분자량: 13000) 의 100 중량부의 수용액에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 DYNO-Mill, 모델 KD-45 (상표명, 윌리 A. 바코펜 아게 마쉬넨파브릭(스위스)으로부터 시중 입수가능함) 를 이용하여 습식 분쇄하여, 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 수득하였다. DYNO-Mill 에 사용된 매체는 0.5 mm 의 직경을 갖는 YTZ 지르코니아 비이드 (상표명, 니카토 코포레이션(NIKKATO CORPORATION)으로부터 시중 입수가능함) 이었고, 충전 비는 85 % 이었으며, 분쇄 임펠러의 주속은 16 m/s 이었다. 분쇄 후의 제올라이트의 평균 입자 크기를 장치 LA-920(상표명, Horiba, LTD. 로부터 시중 입수가능함) 를 이용하여 측정하였다. DYNO-밀에서 처리하는 용액의 양, 구체적으로는 DYNO-밀에 공급되는 용액의 유속 및 교반기의 회전수를 조절함으로써, 0.5 내지 3 ㎛ 의 최종 입자 크기를 갖는 제올라이트 (실시예 1 내지 6) 를 수득하였다. 또한, 결합제로서 1 중량% 의 순도를 갖는 CMC 의 나트륨 염 (니폰 페이퍼 인더스트리(주)(Nippon Paper Industries Co., Ltd.)로부터 시중 입수가능함, 상표명: F20LC, 에테르화도: 0.6) 및 40 중량% 의 순도를 갖는 나트륨 아크릴레이트 동종중합체 (도아고세이(주)(TOAGOSEI CO., LTD.) 로부터 시중 입수가능함, 상표명: HM-10, 평균 분자량: 6000) 를 사용하는 것을 제외하고는 동일한 절차를 수행하여, 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 수득하였다 (실시예 7 및 8). 부수적으로, 분말(제올라이트)의 평균 입자 크기를 0.5 ㎛ 로 조정하였다.
유사하게, 결합제로서 5 중량부의 미세 분말 벤토나이트 (상표명: FULASOFT-1, SUD-CHEMIE PERU S. A.) 를 60 중량% 의 순도를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 (평균 분자량: 13000) 의 100 중량부의 수용액에 첨가하였다. 수득된 혼합물을 DYNO-밀, 모델 KD-45 를 이용하여 습식 분쇄하여, 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 수득하였다 (실시예 9 내지 11). 부수적으로, 분말(벤토나이트)의 평균 입자 크기를 0.3 내지 0.9 ㎛ 로 조정하였다.
또한, 실시예 6 에서, 상기 폴리에틸렌 글리콜의 수용액 및 제올라이트에 부가하여, 디모르폴리노형(스틸벤형) 형광물질 (마크테쉼(Makhteshim)으로부터 시중 입수가능함, 상표명: BRY-10) 또는 탄산나트륨을 첨가함으로써, 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 수득하였다.
또한, 실시예 1 에서, 폴리에틸렌 글리콜 및 제올라이트를 포함하는 상기 분산액을 0.4 mm 의 공차로써, 3600 rpm 의 회전 속도로, T. K. 호모믹 라인 밀, 모델: S (상표명, 도쿠슈 기카 고교(주)(Tokushu Kika Kogyo Co. Ltd.)로부터 시중 입수가능함) 에 통과시킴으로써 고속-분산시켜, 제올라이트가 3 ㎛ 의 최종 평균 입자 크기를 갖는 제올라이트 분산액을 수득하였다. 부수적으로, DYNO-밀 및 라인 믹서의 자켓의 온도를 조절함으로써, 최종 액체 온도를 약 80 ℃ 로 조정하였다.
80 ℃ 로 온도를 조정한 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을, 상기 뢰디게 믹서를 이용하여 교반하면서, 상기 수득된 기재 세제 입자에 분무함으로써, 기재 세제 입자를 표면 처리하였다. 부수적으로, 80 ℃ 의 고온수를 10 L/분의 속도로 뢰디게 믹서의 자켓을 통해 흐르게 하였다.
그 다음에, 제올라이트 (제오빌더로부터 시중 입수가능함, 4A-형, 평균 입자 크기: 3.5 ㎛) 를 표면-처리된 기재 세제 입자에 첨가하고, 수득된 혼합물을 뢰디게 믹서를 이용하여 교반함으로써 표면 개질을 수행하여, 세제 입자를 수득하였다.
그 후, 수득된 세제 입자를 회전 가마(rotary kiln)를 이용하여 효소 (노보자임즈(Novozymes)로부터 시중 입수가능함, 상표명: Kannase 24T) 및 향료와 배합하여, 최종 세제 조성물을 수득하였다.
유사하게, 하기와 같이 비교 세제 조성물을 제조하였다. 기재층의 형성을 위한 분말 분산액을 분무하지 않으면서, 비교예 1 의 세제 입자를 제조하였고, 기재층의 형성을 위한 미세 분말을 첨가하지 않으면서, 결합제 (60 중량% 의 순도를 갖는 폴리에틸렌 글리콜 (평균 분자량: 13000)) 의 수용액만을 기재 세제 입자에 분무함으로써, 비교예 2 및 3 의 세제 입자들을 제조하였다.
실시예 1 내지 11 에서 수득된 최종 세제 조성물의 절단면을 SEM 으로 관찰하였다. 그 결과, 도 1 에서 보는 바와 같이, 미세 입자들이 기재 세제 입자 상에 존재하고, 표면개질제 제올라이트가 외층으로서 그 위에 존재함이 확인되었다.
이에 따라 제조된 세제 조성물의 성질로서, 케이킹 방지제, 용해율 및 표면개질제의 접착성을 하기 시험 방법에 의해 결정하였다. 그 결과가 표 1, 2 및 3 에 나와 있다.
하기 가속화된 시험에 의해, 케이킹 방지성의 시험을 수행하였다.
24 시간 후에 JIS Z 0208 에 따라 구할 때, 20 내지 30 g/m2 의 수증기 투과율을 갖는 판지로, 길이 145 mm, 폭 90 mm 및 높이 57 mm 의 치수를 갖는 상자형 컨테이너를 제조하였다. 그 다음, 상기 제조 방법에 의해 수득된 300 g 의 세제 조성물을 컨테이너에 충전하였다. 그 후, 상기 컨테이너를 168 시간 동안 30 ℃ 의 온도 및 70 % 의 상대 습도에서 자동온도조절로 유지시키고, 체 투과도를 구하였다. 하기와 같이 체 투과도를 수득하였다. 상자형 컨테이너에 저장된 세제 조성물을 5 mm 의 체 개구를 갖는 메쉬에 완만히 메쉬에 전달하였고, 체질함으로써, 고화 부분을 체질로써 비고화 부분으로부터 분리시켰다. 각 부분의 중량을 구하였고, 체 투과도를 하기 방정식 (1) 에 의해 계산하였다.
체 투과도 (%) = [P/(0 + P)] × 100 (1)
[식 중, P: 체질 후의 체-투과 세제의 중량 (g); 및
O: 체질후의 체-상(sieve-on) 중량 (g)].
기재층의 형성을 위한 분말 분산액 및 결합제를 첨가하지 않고 제조된 세제 조성물의 체 투과도를 기초로 한 방정식 (2) 에 의해, 케이킹 방지성의 향상 효과를 계산하였다.
케이킹 방지성의 향상 효과 (%) = (S-R)/R × 100 (2)
[식 중, R: 기재층의 형성을 위한 분말 분산액 및 결합제를 첨가하지 않고 제조된 세제 조성물의 체 투과도 (비교예 1); 및
S: 기재층의 형성을 위한 분말 분산액 및/또는 결합제를 첨가하여 제조된 세제 조성물의 체 투과도].
하기 방법에 의해 용해성 시험을 수행하였다.
세제 조성물을 5 ℃ 의 물에 공급하고, 하기 교반 조건 하에 60 초 동안 교반하였으며, JIS Z8801 에 따른 표준 체 (체 개구: 37 ㎛) 에 통과시켰으며, 용해율을 방정식 (3) 에 의해 계산된 값으로 표시하였다:
용해율 (%) = {1-(T/S)} × 100 (3)
[식 중, S: 공급된 세제 조성물 중량 (g); 및
T: 상기 교반 조건 하에 수득된 수용액이 상기 체에 통과할 때 체에 남아 있는 세제 조성물의 불용성 잔류물의 건조 중량 (g) (건조 조건: 1 시간 동안 105 ℃ 의 온도에서 유지시킨 후, 30 분 동안 실리카 겔 함유의 습도조절기(desiccator) (25 ℃)에서 유지시킴)].
교반 조건: 1 g 의 세제 조성물을 1 리터의 경수에 공급하고 (71.2 mg CaCO3/리터, Ca/Mg 의 몰비 = 7/3), 1 리터 비이커 (내경: 105 mm) 내에서 교반 바 (길이: 35 mm, 직경: 8 mm) 를 이용하여 교반시켰다. 교반 속도는 800 rpm 이었다.
하기 결정 조건 하에서 포오리어(Fourier) 변형 적외선 분광기 (시마즈 코포레이션(Shimadzu Corporation)으로부터 시중 입수가능함, 상표명: FTIR 8400) 및 광음향 분광법 (MTEC 포토어코스틱(MTEC photoacoustic)으로부터 시중 입수가능함, 상표명: PAS 모델 300) 을 이용하여 표면개질제 제올라이트의 양을 측정함으로써, 표면개질제 제올라이트의 접착성을 결정하였다. 광음향 분광법으로, 샘플의 표면으로부터의 깊이 방향으로의 정보를 수득할 수 있어, 샘플의 표면 부근의 조성물을 평가할 수 있다. 구체적으로, 기재 세제 입자의 성분에 기인하는 흡수 피크 : 표면개질제에 기인하는 흡수 피크의 비를 계산함으로써, 표면개질제의 접착성을 평가할 수 있다. 이 실시예에서, 기재 세제 입자 내에 함유된 아크릴레이트 중합체로부터의 1581.6 cm-1 에서의 피크 강도 (A), 및 표면개질제 제올라이트로부터의 1658.8 cm-1 에서의 피크 강도 (Z) 를 결정하였고, Z/A 의 비에 따라 표면개질제 제올라이트의 접착성을 평가하였다. 여기에서, 수득된 Z/A 의 비가 클수록, 제올라이트의 접착성이 더욱 우수하다.
<결정 조건 >
스캔 속도: 128
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해상도: 8 cm-1
아포디제이션 함수: Happ
세제 조성물의 조성 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
기재 세제 입자(중량%) 87.80 86.80 83.30 86.75 86.75 86.75 86.72
결합제(중량%) - 1.00 3.50 - - - -
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액(중량%) - - - 1.05 1.05 1.05 1.08
표면개질제 제올라이트(중량%) 11.00 11.00 11.00 11.00 11.0 11.0 11.00
효소(중량%) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
향료(중량%) 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액의 조성 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
결합제(중량부) - 100 100 100 100 100 100
결합제의 종류 - PEG (60% 수용액) PEG (60% 수용액) PEG (60% 수용액) PEG (60% 수용액) PEG (60% 수용액) PEG (60% 수용액)
미세 분말 제올라이트(중량부) - - - 5 3 5 5
제올라이트의 입자 크기 (㎛) - - - 3 0.5 0.5 0.9
주: PEG (60% 수용액): 폴리에틸렌 글리콜 (60 % 수용액)
성질 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
케이킹 방지성의 향상 효과 (%) 표준 1.3 31.2 16.7 16.5 41.5 26.3
용해율 (%) 83 83 69 87 84 86 86
접착성 (-) 1.565 1.637 1.711 1.658 1.728 1.729 1.753
세제 조성물의 조성 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
기재 세제 입자(중량%) 86.75 86.75 86.75 86.75
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액(중량%) 1.05 1.05 1.05 1.05
표면개질제 제올라이트(중량%) 11.00 11.00 11.00 11.00
효소(중량%) 1.00 1.00 1.00 1.00
향료(중량%) 0.20 0.20 0.20 0.20
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액의 조성 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
중합체(중량부) 100 100 100 100
결합제의 종류 PEG (60 % 수용액) PEG (60% 수용액) CMC (1% 수용액) 나트륨 아크릴레이트 동종중합체 (40% 수용액)
미세 분말 제올라이트(중량부) 5 5 5 5
탄산나트륨(중량부) 2 - - -
디모르폴리노형1 형광물질(중량부) - 9.5 - -
제올라이트의 입자 크기 (㎛) 0.5 0.5 0.5 0.5
주: PEG (60 % 수용액): 폴리에틸렌 글리콜 (60 % 수용액)CMC (1% 수용액): 카르복시메틸 셀룰로스 (1 % 수용액)40 % 수용액: 40 % 수용액
성질 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
케이킹 방지성의 향상 효과 (%) 38.7 40.2 19.0 14.4
용해율 (%) 86 85 81 86
접착성 (-) 1.738 1.733 1.772 1.701
세제 조성물의 조성 실시예 9 실시예 10 실시예 11
기재 세제 입자(중량%) 86.75 86.75 86.75
기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액(중량%) 1.05 1.05 1.05
표면개질제 제올라이트(중량%) 11.00 11.00 11.00
효소(중량%) 1.00 1.00 1.00
향료(중량%) 0.20 0.20 0.20
기재층의 형성을 위한 분말 분산액의 조성 실시예 9 실시예 10 실시예 11
중합체(중량부) 100 100 100
결합제의 종류 PEG (60 % 수용액) PEG (60 % 수용액) PEG (60 % 수용액)
미세 분말 벤토나이트(중량부) 5 5 5
벤토나이트의 입자 크기 (㎛) 0.3 0.5 0.9
주: PEG (60 % 수용액): 폴리에틸렌 글리콜 (60 % 수용액)
성질 실시예 9 실시예 10 실시예 11
케이킹 방지성의 향상 효과 (%) 42.1 39.9 30.1
용해율 (%) 85 84 86
접착성 (-) 1.761 1.742 1.733
표 1 및 2 의 결과로부터, 실시예 1 내지 8 에서 수득된 미세 분말 제올라이트로 제형된 세제 조성물은 모두 비교예 1 내지 3 의 세정 조성물들에 비해, 현저하게 향상된 케이킹 방지성 및 우수한 용해성 및 표면개질제의 접착성을 가짐을 알 수 있다. 부수적으로, 비교예 3 의 결과로부터, 다량의 결합제를 사용할 경우, 케이킹 방지성이 다소 향상될지라도, 용해율이 현저하게 저하됨을 알 수 있다.
표 3 의 결과로부터, 실시예 9 내지 11 에서 수득된 미세 분말 벤토나이트로 제형된 세제 조성물은 비교예 1 내지 3 의 세제 조성물에 비해, 현저하게 향상된 케이킹 방지성 및 우수한 용해성 및 표면개질제의 접착성을 가짐을 알 수 있다.
본 발명의 세제 조성물은 용해성을 저하시키지 않으면서 우수한 저장 안정성을 가진다. 본 발명의 세제 입자를 포함하는 세제 조성물은 세탁용 세제, 세탁용 표백제, 자동식기세척기용 세제와 같은 경질 표면용 세정제, 파이프 클리너 등에 적용될 수 있다.

Claims (13)

  1. 기재 세제 입자,
    기재 세제 입자의 표면을, 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써 제조된, 기재층 형성을 위한 미세 분말을 포함하는 기재층으로서, 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층, 및
    기재층 상에 형성된 표면개질제를 함유하는 표면코팅
    을 포함하는 세제 입자.
  2. 제 1 항에 있어서, 미세 분말의 평균 입자 크기가 0.1 ㎛ 이상 5 ㎛ 이하인 세제 입자.
  3. 제 1 항에 있어서, 미세 분말 분산액의 양이 기재 세제 입자 100 중량부를 기준으로 하여, 0.5 내지 5 중량부인 세제 입자.
  4. 제 1 항에 있어서, 미세 분말 분산액 중의 미세 분말/결합제의 중량비가 1/40 이상 1/10 이하인 세제 입자.
  5. 제 1 항에 있어서, 결합제가 폴리에틸렌 글리콜, (메트)아크릴 중합체, 셀룰로스 유도체, 및 이의 수용액으로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 세제 입자.
  6. 제 1 항에 있어서, 결합제가 4000 이상 50000 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 용융액 및/또는 수용액을 포함하는 세제 입자.
  7. 제 1 항에 있어서, 기재층의 형성을 위한 미세 분말이 결정성 또는 비결정성 알루미노규산염, 규산칼슘, 이산화규소, 벤토나이트, 탈크, 클레이, 비결정성 실리카 유도체, 결정성 규산염 화합물, 금속 비누, 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 1 종 이상인 세제 입자.
  8. 제 1 항에 있어서, 기재 세제 입자가 계면활성제를 실질적으로 함유하지 않는 분무-건조된 입자를, 혼합된 계면활성제 용액을 지지하는 하나 이상의 계면활성제를 포함하는 혼합 용액과 접촉시킴으로써 수득되는 입자를 포함하는 세제 입자.
  9. 기재 세제 입자의 표면을, 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말을 포함하는 미세 분말 분산액으로 처리함으로써, 세제 입자의 표면 상에 기재층을 형성시키는 단계,
    기재층을 표면개질제로 표면코팅하는 단계를 포함하는 세제 입자의 제조 방법.
  10. 결합제 및 미세 분말을 포함하는 기재층의 형성을 위한 미세 분말 분산액으로서, 상기 미세 분말이 결합제 내에 분산되어 있는 미세 분말 분산액.
  11. 제 1 항에 있어서, 미세 분말 분산액이 층상 클레이 무기물 및 물을 추가로 포함하는 세제 입자.
  12. 제 11 항에 있어서, 미세 분말 분산액 100 중량부를 기준으로 하여, 1 중량부 이상의 양의 물을 함유하는 세제 입자.
  13. a) 기재 세제 입자,
    b) 기재 세제 입자의 표면 상에 형성된 기재층으로서, 미세 분말 및 결합제를 포함하는 기재층, 및
    c) 기재층 상에 코팅된 표면개질제
    를 포함하는 세제 입자.
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